[發明專利]一種基于液體變焦相機的智能門禁識別系統

在審

• 申請號: 202011517366.8
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112669500A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 劉超;王瓊華;鄭奕;江釗;王迪
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G07C9/20
• 分類號: G07C9/20;G07C9/37;G02B26/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種基于液體變焦相機的智能門禁識別系統，該系統包括液體變焦相機、測距模組、驅動控制模組、圖像處理模組、語音提示模組、門禁電機和閘門。液體變焦相機由固體透鏡組、液體透鏡組和圖像傳感器組成，其中，固體透鏡組包含若干固體透鏡，液體透鏡組包含若干液體透鏡。液體變焦相機的功能是拍攝機動車車牌及行人影像；測距模組的功能是實時測量機動車或行人到閘門的距離；驅動控制模組的功能是控制液體變焦相機中液體透鏡的界面曲率，實現動態調焦；圖像處理模組的功能是對機動車車牌或行人圖像進行處理、識別和比對；語音提示模組的功能是對機動車或行人進行語音提示；門禁電機的功能是控制閘門。

一、技術領域

本發明涉及一種智能門禁識別系統，更具體地說，本發明涉及一種基于液體變焦相機的智能門禁識別系統。

二、背景技術

隨著人工智能技術的發展，智能門禁識別系統廣泛應用在停車場、住宅區、校園和工作單位等。目前智能門禁識別系統主要有機動車智能門禁識別系統和行人智能門禁識別系統兩大類，其工作原理是通過相機拍攝機動車車牌或人臉，經過圖像處理和比對決定是否放行。然而，現有的門禁識別系統通常采用定焦相機拍攝，不具備自適應調節能力，市面上現有的用于門禁識別系統中的定焦相機的有效拍攝距離大都在3m到10m之間，一旦機動車或行人超出有效拍攝范圍，門禁識別系統則會失效，這便對機動車停車位置和行人站立位置產生很大的約束。更進一步的，我們期望盡可能提升識別準確率、縮短甚至完全消除機動車或行人的停留時間，這就需要擴大有效拍攝范圍并在該范圍內進行若干輪的圖像采集和信息比對。因此，將有變焦功能的相機運用于門禁識別系統是十分必要的。然而，使用市場上現有的機械變焦相機會增加系統成本，且其穩定性和響應時間也并不理想。綜上，亟待開發一種成本低、響應快、安全性高、準確度高的智能門禁識別系統。

三、發明內容

本發明提出一種基于液體變焦相機的智能門禁識別系統，如附圖1所示，該系統包括液體變焦相機、測距模組、驅動控制模組、圖像處理模組、語音提示模組、門禁電機和閘門。液體變焦相機由固體透鏡組、液體透鏡組和圖像傳感器組成，其中，固體透鏡組包含若干固體透鏡，液體透鏡組包含若干液體透鏡。液體變焦相機的功能是拍攝機動車車牌及行人影像；測距模組的功能是實時測量機動車或行人到閘門的距離；驅動控制模組的功能是控制液體變焦相機中液體透鏡的界面曲率，實現動態調焦；圖像處理模組的功能是對機動車車牌或行人圖像進行處理、識別和比對；語音提示模組的功能是對機動車或行人進行語音提示；門禁電機的功能是控制閘門。

初始狀態下，在機動車或行人離閘門較遠時，驅動控制模組會預設一組初始驅動值驅動液體變焦相機工作，此時可以實現遠距離的監控。當機動車或行人向閘門靠近時，測距模組測得機動車或行人到閘門的距離為L₁，驅動控制模組向液體變焦相機輸入對應驅動值，改變液體變焦相機中液體透鏡的界面曲率，實現焦距調控，此時液體變焦相機有效焦距為F₁，后工作距為D，如附圖2所示。圖像處理模組對圖像傳感器采集到的車牌圖片或行人圖片進行第一輪處理，同時與系統數據庫比對。若比對成功，則向門禁電機發送信號，開啟閘門；若比對失敗，則語音提示模組發出減速語音提示。當機動車或行人繼續向閘門靠近時，測距模組測得機動車或行人到閘門的距離為L₂，測距模組會向驅動控制模組反饋距離信號，驅動控制模組向液體變焦相機輸入對應驅動值，實現變焦以縮短拍攝距離并擴大拍攝視場，此時液體變焦相機有效焦距為F₂，后工作距為D，如附圖3所示。同時，圖像處理模組再次對圖像傳感器采集到的車牌圖片或行人圖片進行第二輪處理，并與系統數據庫比對。若第一輪、第二輪均比對成功，則閘門繼續保持開啟狀態，機動車或行人不用停留便可以通過閘門；如若第一輪比對失敗、第二輪比對成功，則閘門立即開啟，以便機動車或行人安全通過；若第一輪比對成功、第二輪比對失敗，則語音提示模組發出急停警告，急停警告一般用于防止非法插隊闖入的行為。整個智能門禁系統的運作流程如圖4所示。